РАСТАЧИВАНИЕ СТАЛЕЙ

В процессе тонкого растачивания сталей чаще всего обра­зуется сливная стружка и износ происходит одновременно по передней и по задней поверхностям инструмента. В таких условиях износа хорошо работает твердый сплав Т30К4, отличающийся наиболее высокой по сравнению с другими

твердыми сплавами износо­стойкостью.

Условия обработки кон­струкционных углеродистых качественных и легированных сталей и достигаемые в процес­се тонкого растачивания точ­ность и качество поверхности отличаются незначительно. Наиболее распространенной в производстве из указанных групп сталей является сталь 40Х. При тонком растачивании стали 40Х наиболее целесооб­разно применять скорости ре­
зания примерно 160 м/мин. Существенное влияние на стой­кость резцов оказывает диаметр расточки (рис. 19). Шеро­ховатость поверхности при правильном выборе геометрии инструмента соответствует 7—8-му классу чистоты.

Влияние подачи на стойкость инструмента при растачи­вании стали аналогично влиянию подачи при растачивании чугуна. Наиболее высокие результаты обработки получают при подачах 0,05—0,08 мм/об.

Влияние глубины резания на величину пути, проходимо­го резцом до затупления, при тонком растачивании стали 40Х больше, чем при обработке чугуна, что обусловлено раз­личием в характере стружкообразования при срезании плас­тичного материала. Особенно значительное влияние на стой­кость инструмента оказывает глубина резания в условиях обработки отверстий малых диаметров при малой жесткости системы СПИД. В этом случае увеличение глубины резания свыше 0,1 мм может привести к вибрации и интенсивному износу инструмента. При чрезмерном уменьшении глубины
резания инструмент упруго деформируется и не полностью срезает тонкие слои металла, быстро теряет стойкость.

На износ и стойкость инструмента при растачивании стали 40Х существенное влияние оказывает геометрия режу­щей части инструмента. Наиболее рациональные значения переднего угла при обработке стали у = — 5-і 10°. Вели­

чина главного заднего угла обычно выбирается в пределах

Рис. 21. Влияние формы вершины резца на путь, проходимый резцом до затупления (режим обработки по рис. 20): / — резец с закругленной вершиной} 2 — резец о зачистным лезвием (Ъ = 3s).

б-і-120 в зависимости от диаметра расточки. Для обработки отверстий большого диаметра применяют жесткий инстру­мент. Задний угол в этом случае может быть 6-І-80. При малых значениях заднего угла обеспечивается большая раз­мерная стойкость инструмента и соответственно более высо­кая точность обработки.

Из графиков, приведенных на рис. 20, видно, что наивыс­шая стойкость резцов при тонком растачивании стали дости­гается, если главный угол в плане ф = 45-І-600, а вспомо­гательный угол фх = Ю-г-200 [16].

Радиус закругления вершины обычно принимают равным 0,1—0,3 мм. Если вместо радиуса закругления сделано за — чистное лезвие, то шероховатость поверхности и величина относительного износа снижаются (рис. 21). Это позволяет увеличить подачу до 0,1—1,12 мм/об.

При. подаче СОЖ в зону резания повышается стойкость инструмента на 20—25% при одновременном снижении ше­роховатости обработанной поверхности. Целесообразно по­давать СОЖ в зону резания под давлением, так как это спо­собствует удалению стружки.

Растачивание мягких сталей (типа 20Х и стали 30) в зна­чительной мере отличается от обработки более твердых ста-

лей, поэтому и режимы реза­ния при растачивании таких сталей другие. При растачивании мягких сталей верхняя граница скоростей резания, при которых на резце образует­ся нарост, достигает 120-f-150 м/мин. Только при увеличе­нии скорости резания до 200-—400 м/мин получаются отвер­

классу.

Геометрические параметры резцов могут быть приняты такими же, как и для стали 40Х, за исключением величины радиуса закругления вершины. При обработке стали 40Х увеличение радиуса закругления свыше 0,3 мм приводит к

интенсивному образованию на вершине резіїа зазубрин (сле­дов износа), а при растачивании мягких сталей интенсив­ность износа значительно ниже. Поэтому в условиях высо­кой жесткости инструмента применяют резцы с радиусами закругления вершины до 1 мм. Путь, проходимый резцом до затупления при обработ­ке мягких сталей, составляет примерно 35—50 км, причем на значительных участках шероховатость поверхности соответствует 8-му классу чистоты поверхности.

т 200300 т 500 500 700 Жцм/иш

Рис. 24. Влияние скорости реза­ния на шероховатость поверх­ности при растачивании стали 2 X 13 (/ = 0,1 мм; геометрия резца по рис. 22): 1 — s — 0,06 жж/об; 2 — s = = 0,04 жж/об; 3 — s = 0,02 жж/об.

Особые затруднения возни­кают при тонком растачива­нии сталей, обладающих специальными физическими и хими­ческими свойствами (нержавеющие, жаростойкие, жаропроч­ные и др.) Вследствие малой теплопроводности, наличия карбидных включений и других специфичных свойств этих сталей при их обработке со скоростями резания, обычно применяемыми для тонкого растачивания конструкционных сталей, режущие инструменты быстро изнашиваются, по­этому скорости резания приходится несколько снижать.

При тонком растачивании стали 2X13 наилучшие усло­вия с точки зрения стойкости резца обеспечиваются при ско­рости резания 100 м/мин, оптимальная подача находится в пределах 0,02—0,03 мм/об, шероховатость обработанной поверхности соответствует 7—8-му классу чистоты [15].

Характерной особенностью об­работки сталей со специальными свойствами является увеличение вибрации инструмента с ростом скорости резания в интервале обыч­ных для других сталей скоростей (рис. 22).

При увеличении скорости ре­зания изменяется относительный износ инструмента (рис. 23) и ше­роховатость обработанной поверх­ности (рис. 24) [18].

При увеличении радиуса за­кругления верійиньї резца наблю­дается значительное повышение степени пластической деформации обрабатываемого металла, что при­водит к резкому увеличению на­клепа обработанной поверхности (рис. 25).

Степень наклепа обработанной поверхности существенно зависит от жесткости системы СПИД. При увеличении по­датливости системы шпиндельный узел — борштанга воз­растает интенсивность вибрации, в результате чего увели­чивается наклеп металла и повышается микротвердость об­работанной поверхности (рис. 26).

Положительное влияние на протекание процесса об­работки специальных сталей, так же, как и при обработ­ке конструкционных, оказывает подача СОЖ в зону реза­ния ‘под давлением. В некоторых случаях целесообразно

Группа сталей	Материал инстру­ мента	Режимы резания
Скорость ре­зания, м/мин	Подача, мм/об	Глубина ре­зания, мм
Стали углеродис­тые конструкцион­ные качественные	Т30К4 эльбор	100—180 550—600	0,04—0,08 0,04—0,06	0,1—0,3 0,1—0,3
Стали конструкци­онные легированные	Т30К4 эльбор	120—180 450—500	0,04—0,08 0,04—0,06	0,1—0,3 0,1—0,3
Стали высоколеги­рованные коррози­онно-стойкие, жаро­стойкие и жаро­прочные	Т30К4 эльбор	80—120 200—220	0,02—0,04 0,02—0,04	0,1—0,2 0,1—0,2
Стальное литьё	Т30К4 эльбор	100—160 200—230	0,04—0,06 0,04—0,06	0,1—0,3 0,1—0,3
Стали конструкци­онные улучшенные (.HRC = 26-т-ЗО)	Т30К4 эльбор	120—180 350—400	0,04—0,08 0,04—0,06	0,1—0,3 0,1—0,3	.
Стали конструкци­онные закаленные {HRC = 40-Г-45)	Т30К4 эльбор	70—150 300—350	0,02—0,05 0,02—0,04	0,1—0,2 0,1—0,2

данным Одесского политехнического института) Геометрия инструмента (ф = 45-5-60°) Стойкость по шероховатости в метрах пути резания Достигаемый класс чистоты поверхности Относительный износ, мкм/км Vе а° ®1 Г, ММ 10 —5 8 12 0 0,2 12 500 6—8 6,5 10 —10 10 12 0 0,3 25 000 7—8 3,0 20 —5 8 12 0 0,3 20 000 7—8 4,7 10 —10 10 12 5 0,3 20 000 8 4,7 20 —5 12 15 5 ОД 11 000 7—8 6,5 10 —10 10 12 5 0,3 15 500 8 3,0 20 —10 12 15 10 0,2 7 000 6—7 8,5 10 —10 10 12 5 0,3 12 500 7 7,0 10 —5 8 12 0 0,2 8 000 6—8 8,5 10 -10 10 12 5 0,3 15 000 7—8 4,5 20 —5 8 12 0 0,1 7 000 7 10 10 —10 10 12 5 0,3 21 000 7—8 5,0

использовать смазки, которые наносятся на поверхность деталей перед обработкой. Это повышает стойкость инстру­мента и качество обработанной поверхности.

Обработка деталей из закаленных сталей тонким раста­чиванием связана с большими трудностями. С появлением эльбора эта задача значительно упрощается. В результате

Рис. 27. Зависимость шероховатости поверхности (кривые 1) и износа резцов (кривые 2) при обработке закаленной (HRC 40—45) стали 45 (режим обработки: v — 350 м/мин; t = 0,05 мм; геометрия резцов: Ф = 45°; = 10°; у = — 5°; і = 0°; г = 0,3 мм);

а — s = 0,05 мм/об; б — s = 0,08 мм/об.

применения резцов из эльбора появилась возможность рас­тачивать сталь 45, закаленную до HRC 40-М5, со скоро­стями резания 300—350 м/мин при подаче 0,05 мм/об. При этом достигается шероховатость поверхности-в пределах 7—8-го класса чистоты, а стойкость инструмента составляет 20 км пути резания (рис. 27, а). При увеличении подачи до 0,08 мм/об стойкость инструмента снижается до 10 км пути (рис. 27, б). Характерной особенностью процесса обработки при использовании резцов из эльбора является равномер­ное нарастание износа, что позволяет своевременно прини­мать меры для его компенсации. Геометрические параметры резцов из эльбора практически не отличаются от параметров твердосплавных резцов. Лучшие результаты получаются при использовании резцов с радиусами закругления вершины 0,3 мм.

Рекомендуемые режимы резания и геометрические пара­метры резцов для обработки различных групп сталей приво­дятся в табл. 10. Приведенные данные по геометрии инстру­мента справедливы для нормальных условий обработки.